第四講：光合作用與生物固氮

第二章光協(xié)作用與生物固氮第一節(jié)光協(xié)作用葉綠體色素吸收光譜圖葉綠素a葉綠素b類(lèi)胡蘿卜素色素分布在囊狀構(gòu)造薄膜上葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光主要吸收藍(lán)紫光種類(lèi)顏色分布主要吸收的光光光光ACDH2ONADP+NADPHADP+PiATPO2H+eC3C5CO2〔CH2O〕光能轉(zhuǎn)換成電能電能轉(zhuǎn)換成活潑的化學(xué)能活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能光反響暗反響吸收傳送光能的色素〔囊狀構(gòu)造薄膜上進(jìn)展〕〔葉綠體基質(zhì)中進(jìn)展〕eee復(fù)原固定知識(shí)體系建構(gòu)思索：光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換中物量變化和能量變化反應(yīng)階段能量變化物質(zhì)變化光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化成電能水在光下分解電能轉(zhuǎn)換成活潑的化學(xué)能NADPH的構(gòu)成ATP的構(gòu)成CO2的固定CO2復(fù)原及糖類(lèi)等有機(jī)物的構(gòu)成活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定化學(xué)能光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換--(小結(jié))水的光解：NADPH的構(gòu)成：ATP的構(gòu)成：ADP+Pi+電能ATP酶NADP++2e+H+NADPH酶2H2OO2+4H++4e-光色素關(guān)注和能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的重要物質(zhì)光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換--(小結(jié))ATP和NADPH特殊形狀的葉綠素aEF例題：以下圖是光能轉(zhuǎn)換成電能的表示圖，依圖簡(jiǎn)答：〔1〕光能轉(zhuǎn)換成電能，電能轉(zhuǎn)換成活潑的化學(xué)能，是在葉綠體的進(jìn)展的?！?〕圖中B代表的色素是。A代表的色素是?！?〕圖中C和D是。〔4〕E是，當(dāng)它得到和就構(gòu)成這樣一部分電能轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)存在F中。囊狀構(gòu)造薄膜上天線色素作用中心色素電子傳送的中間物質(zhì)NADP+NADPH電子[H]活潑的化學(xué)能NADPH〔5〕光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，變成強(qiáng)氧化劑，是很強(qiáng)的復(fù)原劑。〔6〕在光的照射下，葉綠體內(nèi)能構(gòu)成電子流的緣由是由于少數(shù)處于特殊形狀的延續(xù)不斷地和的緣故。EF〔7〕在光協(xié)作用中，光能轉(zhuǎn)換成電能時(shí)，電子來(lái)自___，最終傳送給。二氧化碳被固定時(shí)，既要接受釋放的能量，又要被_________復(fù)原。水NADP+，ADP和PiNADPH和ATPNADPHNADPH失去電子的葉綠素a葉綠素a得電子失電子C3植物：只需C3途徑的植物〔水稻、小麥、馬鈴薯〕C3、C4植物C4植物：具有C4途徑的植物〔玉米、高粱、甘蔗〕柵欄組織海綿組織C3植物和C4植物葉片構(gòu)造的區(qū)別C3植物C4植物維管束維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞C4植物光協(xié)作用過(guò)程1、C4植物和C3植物CO2固定的途徑分別有幾條？2、上述途徑分別發(fā)生在什么細(xì)胞內(nèi)？思索?小大無(wú)葉綠體含沒(méi)有基粒的葉綠體無(wú)有比較項(xiàng)目植物種類(lèi)維管束鞘細(xì)胞有無(wú)圍繞著維管束的“花環(huán)”細(xì)胞大小是否有葉綠體C3植物和C4植物葉片構(gòu)造特點(diǎn)CO2的受體CO2固定后的產(chǎn)物CO2固定的場(chǎng)所C3還原的場(chǎng)所ATP和NADPH的作用對(duì)象暗反應(yīng)途徑C3植物C4植物C3PEPC5C3C3途徑C3C4途徑C3途徑C4C3C5葉肉細(xì)胞的葉綠體葉肉細(xì)胞的葉綠體維管束鞘細(xì)胞的葉綠體葉肉細(xì)胞的葉綠體維管束鞘細(xì)胞的葉綠體C3植物和C4植物光協(xié)作用比較1.在高溫、光照劇烈、干旱的條件下適宜種植哪一種植物？2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)C4植物在進(jìn)展光協(xié)作用時(shí)，葉片中只需維管束鞘細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)淀粉粒，葉肉細(xì)胞中沒(méi)有淀粉粒；C3植物的情況正好相反。請(qǐng)他解釋出現(xiàn)這些情況的緣由。思索?C4植物C4植物有機(jī)物生成場(chǎng)所在維管束鞘細(xì)胞而C3植物在葉肉細(xì)胞中C3和C4植物的鑒定方法生理鑒定構(gòu)造鑒定化學(xué)鑒定原理過(guò)程和條件景象和目的結(jié)論在強(qiáng)光照、干旱、高溫下，C4植物能利用較低濃度的CO2進(jìn)展光協(xié)作用，而C3植物不能①生長(zhǎng)情況類(lèi)似②一株生長(zhǎng)正常一株枯萎死亡生長(zhǎng)情況密閉、強(qiáng)光照干旱、高溫C4植物有花環(huán)型的兩圈細(xì)胞，其維管束鞘細(xì)胞中有葉綠體，而C3植物沒(méi)有過(guò)葉脈、橫切切片→制片→察看①能否有花環(huán)型的兩圈細(xì)胞.②維管束鞘細(xì)胞能否有葉綠體C4植物合成淀粉的場(chǎng)所是維管束鞘細(xì)胞的葉綠體，而C3那么是葉肉細(xì)胞.酒精能溶解色素,淀粉遇碘變藍(lán).脫綠→染色→切片→制片→察看出現(xiàn)藍(lán)色顆粒的部位是葉肉細(xì)胞還是維管束鞘細(xì)胞.過(guò)葉脈、橫切

CO2+2H2O*光能葉綠體〔CH2O〕+O2*原料條件產(chǎn)物請(qǐng)同窗們討論，提高光協(xié)作用效率的方法？添加CO2濃度增加水分加強(qiáng)光照礦質(zhì)元素溫度/葉面積影響光協(xié)作用的要素1、CO2濃度對(duì)光協(xié)作用的影響CO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)C3植物···C4植物CO2吸收量OCO2釋放量思索?1、描畫(huà)曲線的內(nèi)涵？2、他以為空氣中CO2含量最能夠是哪一點(diǎn)？3、如何提高大田和溫室中CO2的含量？CO2濃度DCAB4、在此圖上，他能畫(huà)出C4植物的大約曲線圖嗎？(mg/dm2。h)添加CO2的措施：空氣中CO2含量普通占330mg/L，與植物光合所需最適濃度〔1000mg/L〕相差太遠(yuǎn)。1、合理密植，通風(fēng)透光2、增施農(nóng)家肥，秸稈深埋3、施放NH4HCO34、日光溫室可以與養(yǎng)殖場(chǎng)的雞舍和豬圈相連5、運(yùn)用CO2發(fā)生器添加CO2可以提高光合效率，但是無(wú)限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)〞CO2吸收量OCO2釋放量光照強(qiáng)度黑暗中呼吸所放出的CO2光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)凈光合量總光合量陰生植物···BC陽(yáng)生植物2、光照強(qiáng)度對(duì)光協(xié)作用的影響思索?A1、在此圖上，他能畫(huà)出胡椒的大約曲線圖嗎？01234N含量光合效率〔相對(duì)值〕321水稻葉片N含量與光合效率的關(guān)系3、礦質(zhì)元素對(duì)光協(xié)作用的影響思索?1、N元素終究與光協(xié)作用有怎樣的關(guān)系呢？2、水稻的高產(chǎn)還離不開(kāi)哪些必需礦質(zhì)元素？3、施加肥料時(shí)我們還應(yīng)留意哪些事項(xiàng)呢？適時(shí)適量，加強(qiáng)呼吸作用和蒸騰作用

4、溫度對(duì)光協(xié)作用的影響正常的光照強(qiáng)度下，在一定的溫度范圍內(nèi)，提高溫度會(huì)促進(jìn)光協(xié)作用的進(jìn)展。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。所以植物凈光協(xié)作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。AB從這張表中，他想到了什么？0510152025303540512151924光協(xié)作用速率Timeofday(h)C3

C4光合速率的日變化思索：C3植物中午為什么光協(xié)作用的速率下降？C4植物為什么沒(méi)有此景象？4、溫度對(duì)光協(xié)作用的影響5、葉面積對(duì)光協(xié)作用的影響葉面積指數(shù)與光協(xié)作用的關(guān)系多要素對(duì)光協(xié)作用的影響光協(xié)作用速率高光照強(qiáng)度30°C20°C10°CO光協(xié)作用速率高CO2濃度中CO2濃度低CO2濃度O高光照強(qiáng)度高光照中光照低光照O溫度光協(xié)作用速率提高光能利用率的目的－提高農(nóng)作物產(chǎn)量1、延伸光協(xié)作用時(shí)間：復(fù)種〔合理密植〕提高光能利用率與光協(xié)作用效率的關(guān)系提高光能利用率3、提高光協(xié)作用效率2、添加光協(xié)作用面積：合理密植光照強(qiáng)弱的控制CO2的供應(yīng)必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)1.光協(xié)作用強(qiáng)度2.光協(xié)作用速率3.單位面積單位時(shí)間內(nèi)CO2的變化量表示方法(05高考)以下圖表示某種植物光照強(qiáng)度與光協(xié)作用強(qiáng)度的關(guān)系。P點(diǎn)的生物學(xué)含義是()A．無(wú)光協(xié)作用，有呼吸作用B．光協(xié)作用與呼吸作用到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡C．無(wú)呼吸作用，有光協(xié)作用D．光協(xié)作用與呼吸作用都不進(jìn)展B〔2004江蘇〕過(guò)去人們以為作物播種密度越大，產(chǎn)量越高。在保證營(yíng)養(yǎng)需求的情況下，有人對(duì)小麥?zhǔn)钱a(chǎn)量與播種量的關(guān)系進(jìn)展了研討，結(jié)果如以下圖所示?！?〕略有下降〔2〕植株過(guò)密，葉片接受光照缺乏；通風(fēng)透氣差，CO2供應(yīng)缺乏〔1〕根據(jù)上圖分析，當(dāng)播種密度過(guò)大時(shí)小麥產(chǎn)量將_____.〔2〕從影響光協(xié)作用效率的要素分析，產(chǎn)生上述景象的原理是_______________________?！?5高考〕在高等植物細(xì)胞中，線粒體和葉綠體是能量轉(zhuǎn)換的重要細(xì)胞器，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)葉綠體中合成ATP的能量來(lái)源是，合成的ATP用于，釋放的氧氣的來(lái)源是，CO2除來(lái)自大氣外還來(lái)源于。(2)線粒體中合成ATP的能量來(lái)源．合成的ATP用于．吸收的氧氣除來(lái)自大氣外還來(lái)源于．〔3〕將提取的完好線粒體和葉綠體懸浮液，分別參與盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的兩支大小一樣的試管中，給予充足光照，都會(huì)產(chǎn)生氣泡請(qǐng)問(wèn)這兩種氣泡成分能否一樣?請(qǐng)解釋緣由。(4)假設(shè)將上述兩支試管移入黑暗的環(huán)境中，堅(jiān)持溫度不變，兩支試管產(chǎn)生氣泡的量分別有什么變化?為什么?光能CO2的復(fù)原水的分解呼吸作用有機(jī)物的分解生命活動(dòng)光協(xié)作用〔4〕前者根本不變，后者逐漸減少直至停頓。由于光是光協(xié)作用的必需條件，在溫度恒定時(shí)，呼吸作用根本穩(wěn)定?！?〕不一樣。由于丙酮酸在線粒體中進(jìn)展有氧呼吸，產(chǎn)生了CO2，而葉綠體利用HCO3—進(jìn)展光協(xié)作用產(chǎn)生O2；氮在植物體中的含量與作用1)、含量很小2)、是蛋白質(zhì)的主要成分，占16～18％，細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和酶的組成成分。3)、核酸、磷脂、葉綠素等化合物中都含有氮。

氮為根本生命元素氮素吸收的方式：1、無(wú)機(jī)態(tài)氮，即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮化合態(tài)氮的構(gòu)成：工業(yè)固氮；高能固氮；生物固氮(主要方式)2、有機(jī)態(tài)氮，如尿素等?！仓饕呈裁唇凶錾锕痰抗痰⑸飳⒋髿庵械腘2復(fù)原為NH3的過(guò)程。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放線菌→非豆科植物藍(lán)藻→水生的某些植物等圓褐固氮菌等固氮微生物有哪些種類(lèi)？指與一些綠色植物互利共生的固氮微生物。共生固氮微生物概念：根瘤菌舉例：根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮總量的絕大部分小型氮肥廠原核生物根瘤菌細(xì)胞構(gòu)造特點(diǎn)：異養(yǎng)需氧型根瘤菌的新陳代謝類(lèi)型：1〕根瘤菌只需侵入豆科植物根內(nèi)才干固氮。2〕不同的根瘤菌各自只能侵入特定種類(lèi)的豆科植物?！蔡禺愋浴掣鼍墓痰攸c(diǎn)：—無(wú)核仁、核膜、染色體等構(gòu)造，有DNA和核糖體(有氧呼吸的場(chǎng)所在細(xì)胞膜)互利共生關(guān)